《Internet技术与应用》第二章-Internet接入技术课件

1、Internet技术与应用第二章 Internet接入技术2.1 Internet接入概述 2.1.1 接入到Internet的主要方式 目前，Internet的接入方式主要有两类：有线接入和无线接入。 有线接入包括：基于传统公用电话网（PSTN）的拨号接入、局域网接入、ADSL接入以及基于有线电视网的Cable Modem接入等。 无线接入包括：IEEE 802.11b、WIFI、Blue Tooth等众多的无线接入技术。 有线接入通过利用已有的传输网络，从而可以提供经济实用的接入方法；而无线接入，用户终端无需通过网线与网络相连，从而使上网变得更加自由和方便。 2.1.2 什么是ISP IS

2、P，即因特网服务提供商，它是提供Internet服务的机构，是用户接入Internet的入口点。 实际上，用户的本地计算机与Internet没有直接连接在一起，即本地计算机与Internet之间没有IP连通性，而真正与Internet直接连接的是ISP的主机系统。ISP具有以下三方面的功能： 为用户提供Internet接入服务 为用户提供各类信息服务 为申请接入Internet的用户计算机分配IP地址返回本节首页返回本章首页 目前，国内的几大骨干广域网都相当于ISP，其中CHINANET是专门向公众提供Internet接入服务的。用户计算机与ISP以及Internet的连接如图2-1所示：图2

3、-1 用户计算机与ISP以及Internet的连接2.2.1 SLIP/PPP概述 2.2 通过SLIP/PPP接入Internet 图2-2 通过SLIP/PPP拨号接入Internet 个人在家里或单位使用计算机接入Internet，通常都可采用电话拨号上网，也称为SLIP/PPP方式，如图2-2所示。 PPP（Point-to-Point Protocol）表示点对点协议，它是目前广域网上应用最广泛的协议之一，其优点是简单、具备用户验证能力、支持异步、同步通信和数据报的差错检测、压缩以及可以解决IP分配等。目前家庭拨号上网采用的就是通过PPP在用户端和ISP的接入服务器之间建立通信链路来

4、访问Internet的。 SLIP（Serial Line Internet Protocol）表示串行线路IP协议。SLIP是一种比较老的的互连网络协议，用于在拨号电话线等串行链路上进行TCP/IP通信。SLIP是一种物理层协议，它不提供差错校验，对差错的检测要依赖硬件（如Modem）来完成，它只支持TCP/IP的传输，而且多数SLIP连接只支持静态IP地址的连接。2.2.2 调制解调器 1. 调制解调器的基本功能 调制和解调 调制，就是将计算机输出的“1”和“0”脉冲信号调制成相应的模拟信号，以便在电话线上传输。解调，就是将电话线传输的模拟信号转化成计算机能识别的由“1”和“0”组成的脉冲

5、信号。调制和解调的功能通常由一块数字处理（DSP）芯片来完成。 数据压缩和差错控制 数据压缩指的是：发送端的Modem在发送数据以前先将数据进行压缩，而接收端的Modem收到数据后再将数据还原，从而提高了Modem的有效数据传输率。差错控制指的是：将数据传输中的某些错码检测出来，并采用某种方法进行纠正，以提高Modem的实际传输质量。这些功能通常由一块控制芯片来完成。 硬Modem（硬猫）：指以上两部分功能都是由固化在Modem中的硬件芯片来完成的Modem，也即 Modem的所有功能都是由硬件来完成。 半软Modem（半软猫）：指硬件芯片中只固化了DSP芯片，其协议控制部分由软件来完成的Mo

6、dem。 全软Modem（全软猫）：指以上两部分功能都由软件来完成的Modem。2. 调制解调器的分类 按接入Internet方式的不同，可将Modem分为拨号Modem和专线Modem 按数据传输方式的不同，可将Modem分为同步Modem和异步Modem 按通信方式的不同，可将Modem分为单工、半双工和全双工三种 从接口类型的不同，可将Modem分为外置式Modem、内置式Modem、PC卡式移动Modem等 3. 调制解调器的标准 Modem的标准有国际电报电话咨询委员会（CCITT）指定的V系列标准，主要表现在以下3个方面： 数据传输速率标准 Modem数据传输速率方面的标准主要有：

7、v.17、v.21、v.22、v.22bis、v.32、v.32bis、v.34、v.90等。 差错控制标准 目前流行着两种差错控制协议：MNP和LAPM。MNP一共分为5级，即MNP1MNP5。其中，MNP1MNP4属于差错控制协议，MNP5属于数据压缩协议。CCITT将MNP4作为V.42差错控制标准的附件，而将高级数据链路控制协议HDLC的一个子集LAPM列入了正本。Modem通过差错控制协议来提高数据传输的可靠性。 数据压缩标准 数据压缩的协议主要有V.42bis和MNP5。CCITT制定的V.42bis支持4:1的压缩标准，MNP5可以实现2:1的压缩比。 2.2.3 Winsock

8、概述 在Windows环境下使用客户端软件（如IE浏览器）访问基于TCP/IP的Internet，用户必须要首先使用一个Winsock程序接口。 Winsock（Windows Socket），即是TCP/IP协议的驱动程序。它提供了基于Windows的网络应用程序与TCP/IP协议栈之间进行数据通信的标准的应用程序接口（API）规范，并规定各软件商开发的应用程序在运行时，都可使用一个由任何一方提供的、相兼容的Windows动态链接库（DLL）Windows.dll。 Windows.dll是Windows下的TCP/IP协议栈的核心部分，它承担了应用程序与TCP/IP之间的通信功能。Wins

9、ock接口规范使得不同厂商开发的应用程序之间不发生冲突。 在Windows 95以前的各版本中（如Windows 3.X），由于没有内置TCP/IP，用户在接入Internet之前必须要预先安装一个Winsock程序，并在访问Internet时运行它。但此后的各Windows版本（如Windows 95/98/2000/XP）均内置有TCP/IP，并提供了Winsock.dll动态链接库，因此就没有必要再安装其他的Winsock程序了。 返回本节首页返回本章首页2.3 通过局域网接入Internet 若本地的用户较多，而且有很多用户需要同时使用Internet，那么可以先把这些计算机组成一个局

10、域网，再使用路由器通过专线与ISP相连，最后通过ISP接入Internet。如图2-3所示。图2-3 局域网接入Internet 专线的类型有多种，如DDN（数字数据网）、ISDN（综合业务数据网）等，它们都由电信部门经营和管理。其优点是：连接速率较 高，用户可以实现Internet主机所有基本的功能，但租用线路的费用 较昂贵。 返回本章首页2.4 ADSL接入技术2.4.1 ADSL概述 ADSL，即非对称数字用户线，它是一种通过标准双绞电话线给家庭、办公室用户提供宽带数据服务的技术，并且还能实 现电话与数据业务互不干扰，传输距离可达3km5km 。 ADSL宽带业务同时为用户提供了3个信息

11、通道：一条是传输速率为1.5Mbit/s9Mbit/s的高速下行通道，用于用户下载信息；一条是传输速率为640kbit/s1Mbit/s的中速双工通道，用于用户上传输出信息；还有一条是普通的老式电话服务通道，用于普通电话服务。 ADSL目前已经广泛地应用在家庭上网中，ADSL上网无须拨号，并可同时连接多个设备，包括ADSL Modem、普通电话机和个人计算机等。2.4.2 ADSL的主要特点 ADSL在一条电话线上同时提供了电话和高速数据服务，电话与数据服务互不影响。 ADSL提供了高速数据通信能力，其数据传输速率远高于拨号上网，很好地满足了交互式多媒体应用。 ADSL提供了灵活的接入方式，可

12、支持专线方式与虚拟拨号方式 。 ADSL可提供多种服务。 ADSL专线可选择不同的接入速率（如512kbit/s、2Mbit/s），用户可灵活选择VOD服务；ADSL接入网还可与ATM网配合，为公司用户提供组建VPN专网及远程局域网互连的能力。 2.4.3 ADSL的安装 图2-4 ADSL设备安装示意图 先将电话线连上滤波器（即话音分离器），然后滤波器与ADSL Modem之间用一条电话线连上，最后在ADSL Modem与计算机的网卡之间用一条网线连通即可完成硬件安装，如图2-4所示。 在Windows XP操作系统下建立一个“宽带连接”对话框，并输入在电信局所申请的用户名和密码，如图2-5

13、所示，用户就可连入Internet了，并在上网的同时，还可以打电话。 1. 硬件的安装2. 软件的设置ADSL的具体硬件安装和软件设置步骤可参照8.1.1相关内容。 图2-5 “宽带连接”对话框 返回本节首页返回本章首页2.4.4 PPP与PPPoE PPP是目前广域网上应用最广泛的协议之一，其优点在于简单、具备用户验证能力、可以解决IP分配等。家庭拨号上网就是通过PPP在用户端和ISP的接入服务器之间建立通信链路来实现访问Internet的。 利用以太网资源，在以太网上运行PPP来进行用户认证接入的方式称为PPPoE，它是PPP与其他的协议共同派生出的符合宽带接入要求的新的协议。 PPPoE

14、（PPP over Ethernet）既保护了用户方的以太网资源，又完成了ADSL的接入要求，是目前ADSL接入方式中应用最广泛的技术标准。2.5 Cable Modem接入技术2.5.1 CATV和HFC CATV（有线电视网），即是由广电部门规划设计的用来传输电视信号的网络，其特点是覆盖面广，用户多。 有线电视网是单向的，只有下行信道，用户只能接收电视信号，而并不能上传信息。如果要将有线电视网应用到Internet业务，则需要对其改造，使之具有双向功能。 HFC（混合光纤同轴电缆网），是对CATV的一种改造，它在主线部分用光纤代替同轴电缆作为传输介质。HFC除可以提供原CATV网提供的业务

15、外，还能提供数据和其他交互型业务。 CATV和HFC的一个根本区别是：CATV只传送单向电视信号，而HFC提供双向的宽带传输。2.5.2 Cable Modem概述 Cable Modem，即电缆调制解调器，它利用有线电视网来提供数据传输的广域网接入技术。Cable Modem充分发挥了有线电视网同轴电缆的宽带优势，利用一条电视信道高速传输数据，很适合用来提供宽带功能业务。 Cable Modem和普通的拨号上网的Modem类似，都是通过对数据信号进行调制或解调后来进行传输的。但Cable Modem属于共享介质系统，它是利用有线电视网的一小部分传输频带来进行数据的调制和解调的。因而，用户在上

16、网的同时，也可以收看电视和使用电话。 Cable Modem集普通Modem功能、桥接加解密功能、网卡及以太网集线器等功能于一体。当数据信号通过光纤同轴混合网（HFC）传至用户家中时，Cable Modem将数字信号传送到PC机。反过来，Cable Modem接收PC机传来的数字信号，处理后再将其传送到有线电视网上传送。 Cable Modem系统结构如图2-6所示，通过Cable Modem系统，用户可在有线电视网络内实现Internet访问、IP电话、视频会议、视频点播、远程教育及网络游戏等功能。图2-6 Cable Modem 连接结构示意图 2.5.3 Cable Modem的主要特点

17、 传输速率快，费用低 具有较强的抗干扰能力 传输距离远 Cable Modem上行数据速率可达31.2kbit/s10Mbit/s；下行速率可达3Mbit/s38Mbit/s，从网上下载信息的速度比现有的电话Modem要快至少1000倍，另外，Cable Modem在单位时间内获得的信息量也比其它方式要多得多。 Cable Modem从理论上讲，没有距离限制，它可以覆盖的地域很广。 Cable Modem的入户连接介质是同轴电缆，它的结构优于电话线，对信号具有相当强的屏蔽作用，不易受外界干扰。 即插即用、安装方便 共享网络带宽 Cable Modem支持即插即用，安装起来十分方便，而且接入In

18、ternet不需要拨号。即使每天24小时都连在网上，但只要不发送或接收数据就不会占用任何网络和系统资源。 Cable Modem用户是共享带宽的，若有多个Cable Modem用户同时接入Internet时，数据带宽由这些用户均分，速率也将会相应降低。这是Cable Modem的最大缺点 。返回本节首页返回本章首页2.6 光纤接入技术2.6.1 光纤接入技术概述 光纤接入技术实际上是指：在接入网中全部或部分采用光纤传输介质，构成光纤用户环路（或称为光纤接入网），实现用户高性能宽带接入的一种方案。 由于光纤具有大容量、保密性好、抗干扰能力强、重量轻等诸多优点，因而使得光纤在接入网中的广泛应用成为

19、一种必然趋势。 光纤接入网（OAN）是指：采用光纤传输技术的接入网，可分为：光纤到户（FTTH）、光纤到路边（FTTC）、光纤到大楼（FTTB）、光纤到办公室（FHHO）、光纤到楼层（FTTF）、光纤到小区（FTTZ）等几种类型。其中，FTTH将是未来宽带接入网的发展趋势。 OAN是一个点对多个点的光纤传输系统。根据接入网室外传输设施中是否含有源设备，OAN又可分为有源光网络（AON）和无源光网络（PON）。 有源光网络是指：从局端设备到用户分配单元之间采用有源光纤传输设备，即光电传输设备、有源光器件以及光纤等；无源光网络是指：光传输端采用无源器件，实现点对多点拓扑的光纤接入网。 目前光纤接入

20、网几乎都采用PON结构，PON成为光纤接入网的发展趋势。采用该结构初期投资少，维护简单，易于扩展，结构灵活，但要求采用性能好，带宽高的光器件。2.6.2 光纤接入网的主要特点 带宽高 可以提供高速接入Internet、ATM以及电信宽带IP网的各种应用系统，从而享用宽带网提供的各种宽带业务。返回本节首页返回本章首页 网络的可升级性能好 光纤网易于通过技术升级成倍扩大带宽，因此，光纤接入网可以满足近期各种信息的传输需求。以这一网络为基础，可以构建面向各种业务和应用的信息传送系统。 双向传输 电信网本身的特点决定了这种接入技术的交互性较好，特别是在向用户提供双向实时业务方面具有明显优势。 接入简单

21、、费用少 用户端只需一块网卡，就可高速接入Internet，实现10Mbit/s到桌面的接入，而且上网费用也不高。2.7 无线接入技术2.7.1 无线接入概述 当前，在信息传送领域中正出现一种新的趋势，即无线网络和Internet的结合，伴随着这种趋势的全新连网方式无线接入技术正悄然走入了人们的视线。 使用无线接入技术，人们可以在任何时候，从任何地方接入Internet或Intranet，完成自己想做的事情（如读取电子邮件，查询和下载工作当中所需要的重要数据等）。它已经成为人们从事商务活动最为理想的传输媒体。2.7.2 WAP简介 1. WAP和WAP论坛 WAP（无线应用协议）是一个用于向无

22、线终端进行智能化信息传递的无需授权、不依赖平台的、全球化的开放标准，它定义了无线通信设备在访问Internet业务时必须要遵循的标准和规范。 WAP提供了一套开放、统一的技术平台，用户使用移动设备很容易访问和获取以统一的内容格式表示的Internet或Intranet信息及各种服务。 WAP还定义了一套软、硬件接口，有了这些接口移动设备和网站服务器，人们就可以像使用PC一样地使用移动电话收发电子邮件甚至浏览Internet。 WAP支持当前最流行的嵌入式操作系统（如Palm OS、Windows CE、Java OS等），还适用于从高端到低端的各类无线手持数字设备（如移动电话、掌上电脑）等。目

23、前，越来越多的厂商推出了符合WAP标准的产品。 WAP规范是由WAP论坛负责制定的。WAP论坛成立于1998年初，是一个由Nokia、Ericsson、Motorola、Unwired Planet等4家公司发起组成，现拥有100多个公司和机构的行业协会。 WAP论坛是一个全球性的行业协会，它致力于制定用于数字移动电话和其他无线设备的数据和语音服务的全球标准。WAP论坛的主要目标是：把无线行业价值链各个环节上的各类公司联合在一起，保证产品的互操作性，使Internet业务能扩展到移动通信设备中。2. WAP规范 WAP规范是一种无线应用程序的编程模型语言，它定义了一个开放的标准结构和一套无线设

24、备，用来实现Internet接入的协议。该规范优化和扩展了现有的Internet标准，如TCP/IP、HTTP、XML等。 WAP规范的要素主要包括：WAP编程模型、遵守XML标准的无线标记语言（WML）、用于无线终端的微浏览器规范、轻量级协议栈、无线电话应用（WTA）框架。 无线标记语言（WML）使得性能严重受限的手持设备能够拥有较强的Internet接入功能，而且WML和WML Script不要求用户使用常用的PC键盘或鼠标进行输入，并在设计时就考虑到了手机的小屏幕显示问题。 与HTML文件不同的是，WML将文件分割成一套容易定义的用户交互操作单元。每个交互操作单元被称为一个卡，用户通过在

25、一个或多个WML文件产生的各个卡之间来回导航来实现对Internet的接入。针对手机电话通信的特点，WML提供了一套数量更小的标记标签集，这使它比HTML更适合在手持设备中使用。使用WAP网关，所有的WML内容都可以通过HTTP1.1请求进行Internet接入。这样，传统的Web服务器、工具和技术都可以使用。 3. WAP体系结构 WAP的协议栈充分借鉴了Internet的协议栈思想，并加以修改和简化，其体系结构包括如下5层，如图2-7所示： 图2-7 WAP协议栈体系结构示意图 无线数据报协议（WDP） 该协议提供了通用的数据传输服务，并支持多种无线网络。可以使上层的WSP、 WTP、WTLS独立于下层的无线网络，并使用下层无线网络所提供的统一服务。 无线传输层安全协议（WTLS） 该协议是基于SSL的安全传输协议，并提供加密、授权及数据完整性功能。 无线事务处理协议（WTP） 该协议提供了一种轻量级的面向事务处理的服务，专门对无线数据网进行优化。 无线会话层协议（WSP） 为上层的WAP应用提供面向连接的、基于WTP的会话通信服务或基于WDP无连接的、可靠的通信服务。返回本节首页返回本章首页 无线电话应用（WTA） 它使